机械设计课程设计说明书带式运输机上的两级圆锥圆柱齿轮减速器.doc
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1、仲恺农业工程学院机械设计课程设计说明书课程名称 机械设计课程设计题目名称 圆锥圆柱齿轮减速器 学生学院 机电工程学院 专业班级 机械设计制造及其自动化082班 学 号 学生姓名 指导教师 日 期:2011年1月14日目 录设计任务说明书1计算说明书2一电动机的选择2二、确定传动装置的总传动比和分配传动比31各轴转速:42各轴输入功率:43各轴输出功率:45各轴输出转矩:42、低级轴齿轮设计7五、轴的设计:13高速轴设计:13中间轴的设计:20从动轴的设计:21六、 低速轴大齿轮的设计22七、润滑方式的确定:22设计小结23参考文献:24设计计算及说明设计任务书设计一个带式运输机上的两级圆锥-圆
2、柱齿轮减速器,如下图:已知条件:运输带工作拉力F=2.55kN、运输带工作速度v=1.55m/s(运输带速度允许误差为0.5)、滚筒直径D=250mm。单班工作制,连续单向运转,载荷较平稳;环境最高温度35C,小批量生产。计算说明书一、电动机的选择. 选择电动机的类型 按工作要求,选用Y系列三相笼型异步电动机。. 选择电动机的容量 电动机的工作功率 (公式1-1) 从电动机到运输带的传动总效率为 56 (公式1-2)从表14-7中取0.98(每对滚子轴承传动效率)、0.97(8级精度的圆柱齿轮的传动效率)、0.99(弹性联轴器的传动效率)、0.96(滚筒的传动效率),5=0.955(8级精度圆
3、锥齿轮的传动效率)6=0.98(平带无压紧轮的开式传动效率)则 由表221中可选额定功率为5.5KW的电动机。. 确定电动机的转速 滚筒轴的转速为(公式1-3)按表148推荐的传动比合理范围,取二级圆柱齿轮减速器传动比,故电动机的转速的可选范围为(公式1-4)总传动比i=nm/n, 其中nm为电动机的满载转速可见,电动机同步转速可选四种。根据相同容量四种转速,由机械设计课程设计表108查出型号,可得以下四种传动比方案。表1-1 四种电动机的数据比较方案电动机型号额定功率同步转速r/min满载转速r/min重量总传动比1Y160M2-85.5 kW750720119 kg6.0762Y132M-
4、65.5kW100096084kg8.1013Y132S-45.5kW1500144068kg12.1514Y132S1-25.5kW3000290064kg24.473综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和减速器的传动比,可见第2种方案比较合适,因此选用电动机型号为Y132M-6其主要参数如下:表1-2 机座底脚、端盖无凸缘电动机的安装及外形尺寸中心高H外形尺寸LHD底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔尺寸K轴伸尺寸DE装键部分尺寸FG1324753152161401538801033二、确定传动装置的总传动比和分配传动比。 圆锥-圆柱齿轮减速器,为了便于大锥齿轮加工,高速级锥齿轮传动比取i1=0.
5、25i且使i13得 所以 注: 为高速级传动比,为低速级传动比。三、计算传动装置的运动和动力参数:将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴。1各轴转速:n1=n=960 r/minn2=n1/i1=960/2.03=472.906 r/minn3=n2/i2=472.906/3.99=118.5 r/minn3=n4=118.5 r/min2各轴输入功率:p1=pd3=4.90.994.851kWp2=p115=4.8510.980.9554.54 kWp3=p2514.540.9550.984.21 kWp4=p313=4.210.980.994.08 kW3各轴输出功率:p
6、14.8510.984.75 kWp24.540.984.45 kWp34.210.984.12 kWp44.080.984.00 kW4各轴输入转矩:Td9550Pd/n95504.9/96048.74 T19550P1/n195504.851/96048.26 T29550P2/n295504.54/472.90691.68T39550P3/n395504.21/118.5339.29T49550P4/n495504.08/118.5328.815各轴输出转矩:表3-1运动和动力参数结果如下表:轴名功率P KW转矩T Nm转速传动比i效率输入输出输入输出电动机轴4.948.749601.0
7、00.991轴4.8514.7548.2647.299601.000.942轴4.544.4591.6889.85472.9062.030.943轴4.214.12339.29332.50118.53.990.97卷筒轴4.084.00328.81322.23118.51.000.99四、齿轮的设计:1. 高速级大小锥齿轮的设计:(1) 材料:小齿轮选用40Cr,调质处理,齿面硬度为260HBS。大齿轮选用45钢,调质处理,齿面硬度220HBS,HBS1-HBS2=260-220=40,合适。(2) 查机械设计基础表11-1得:,, , 。查机械设计基础表11-5得: 。故,。(3)按齿面接触
8、强度设计:8级精度制造,查机械设计基础表11-3取:载荷系数K=1.1,齿宽系数R=0.5,弹性系数ZE=188计算分度圆直径:2.92 (公式4-1)齿数取Z1=24,则Z2=Z1i1242.0348.72,取Z2=49,故实际传动比i=Z2/Z1=2.04模数 =124/24=5.17,取m=5.5计算分度圆直径:d1=Z1m=245.5=132mmd2=Z2m=495.5=269.5mm计算分度圆锥角1=arctan= arctan=26.12=90-1=90-26.1=63.9计算外锥距:R=150mm计算齿宽b=RR=0.5150=75mm取b1=b2=75mm计算齿轮的圆周速度齿宽
9、中点处直径dm1=d1(1-0.5R)=132(1-0.50.5)=99mmdm1=d1(1-0.5R)=269.5(1-0.50.2)=202mm(4)验算轮齿弯曲强度计算当量齿数Zv1=26.7 Zv2=111.4查机械设计表10-5、得: ,YFa1=2.60,YSa1=1.595YFa2=2.16,YSa2=1.81 ,又由机械设计式(10-4)和(10-5)得: F1=143.7MpaF1 F2=F1143.7=135.5 MpaF2 ,所以安全。 (5)齿轮的圆周速度:V=6.63m/s 2、低级轴齿轮设计(1)材料:低速级小齿轮选用45钢调质处理,齿面硬度为250HBS。低速级大
10、齿轮选用45钢正火,齿面硬度为200HBS。(2)精度等级选8级精度(3)选小齿轮齿数Z3=24,大齿轮齿数Z4=Z3i2=323.99=95.76,取Z3=96 则实质传动比为i=4(4)选螺旋角。初选螺旋角=14。(5)查课本第166页表11-1得:=610Mpa, =460Mpa;=370 Mpa,=310 Mpa查机械设计基础表11-5得:。=1.25, =1.6;故 = / =610/1.25=555Mpa; = / =370/1.25=296Mpa;460/1.6=368 Mpa310/1.6=194 Mpa(6)按齿面接触强度设计:8级精度制造,查机械设计基础表11-3得:齿间载
11、荷分配系数Kt=1.2,齿宽系数取0.8;查机械设计基础表11-4得弹性系数=188,区域系数取2.5,由图10-26查得1=0.79,2=0.87,则=1+2=0.79+0.87=1.66;=(+ )/2=(555+296)/2=425.5得: (公式4-2)计算圆周速度V=0.614m/s 计算尺宽b和模数mntb=d1t=0.899=79.2mm mnt=4 mmh=2.25 mnt=2.254=10.2mm b/h=79.2/10.2=7.76计算纵向重合度 =0.318Z3tan=0.3180.824tan14。=1.5224计算载荷系数K 查表10-2得,使用系数KA=1,根据v=
12、0.72m/s,8级精度由图10-8差得动载系数KV=1.05;由表差得KH=1.29;由图10-13查得KF=1.6;由表10-3查得KH=KF=1.4。故载荷系数: K=KAKVKHKH=11.051.41.29=1.9按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 d3=d1t=99=115.45mm计算模数 mn=4.67(7)按齿根弯曲强度设计 由机械设计基础式(10-17) mn确定计算参数1) 载荷系数 K=KAKV KFKF=11.051.41.6=2.42) 根据纵向重合度=1.5224,从图10-28查得螺旋角影响系数Y=0.883) 计算当量齿数 Zv1=26.27 Zv2=10
13、5.494) 查取齿形系数由表10-5查得YFa1=2.592,YFa2=2.185,YSa1=1.596,YSa2=1.7955) 计算大小齿轮的并加以比较=0.0112,=0.0202 大齿轮的数值大。设计计算 mn = =1.15mm对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的发面模数mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的发面模数,由于齿轮模数mn的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径有关。故可取由弯曲强度算得的模数1.15mm并就近圆整为标准值mn=2而按接触强度算得的分度圆直径d1=115.45mm重新修正齿轮齿数:Z3=56,则Z4=i2Z3
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